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TEMA 2: HARDWARE Y REDES LOCALES
FICHA 1/9
TEMA 2: Hardware y redes locales.
Conceptos
1.
Datos e información.
2.
Arquitectura de ordenadores.
3. Dispositivos con arquitectura de ordenador.
4. Placa base, chipset y microprocesador.
5. Memoria.
6. Conectores y puertos de comunicación.
7. Dispositivos de entrada y salida.
8.
Dispositivos de almacenamiento.
9.
Dispositivos de comunicación. Redes.
Actividades
Actividades de introducción.
La evolución del hardware ha sido más espectacular si cabe que el software. No sólo en cuanto a
los equipos en sí, es decir, el ordenador como tal (ergonomía, diseño, etc.) sino a componentes
fundamentales como los microprocesadores, etc.
Además, la cantidad de periféricos se han ido desarrollando han hecho que el usuario se vuelva
literalmente loco y tenga de desembolsar cantidades nada despreciables para conseguir
compatibilizar todos los dispositivos.
Como se menciona en el tema sería imposible explicar detalladamente todos los dispositivos de
hardware existentes. La vida de algunos de ellos ha sido o será muy breve (minidisc, laserdisc, HDDVD) mientras que la de otros, que en un principio parecían poco prometedores, resultaron ser un
boom de ventas (tarjetas de memoria, teléfonos multimedia).
1.
Datos e información.
En Informática conviene diferenciar datos e información. Los datos carecen de significado y sólo
pasan a ser información cuando son interpretados. Ejemplo: una fotografía digital no es más que
datos correspondientes a parámetros físicos de un detector formado por millones de transistores
que transmiten o no una señal eléctrica de diferente intensidad pero la fotografía será la
interpretación de dichos datos en forma de puntos (pixeles) de diferente color, brillo, etc.
La Informática se basa en la codificación binaria que utiliza dos valores, el 0 y el 1 que se
corresponden con el estado físico de los componentes esenciales en cualquier sistema
informático: los transistores. Así, el estado “0” se corresponde con el estado cerrado (no pasa
corriente) y el estado “1” con el de abierto (pasa corriente). Pese a que más o menos esto puede
ser conocido por todos, no está tan claro que si uno ve una película en su súper televisión nueva
con su súper Blu-Ray, entienda cómo es posible que todo lo que ve pueda traducirse a ceros y
unos. Es un proceso más bien mágico para el común de los mortales.
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Vamos a intentar poner remedio a esto aprendiendo a realizar cálculos sencillitos utilizando este
sistema de numeración que no es ni más ni menos que un sistema más, como lo es el decimal o
arábigo en el que 102 es 1x100 + 0x10 + 2x1.
¿Qué diríamos si en Matemáticas nos ponen la siguiente igualdad ¡111 = 7! ?, ya veremos, ya…
1. Copia la definición de sistema de numeración que encontrarás en el libro de texto.
RESPUESTA: conjunto de símbolos y reglas que permiten representar datos numéricos. La
principal regla es que un mismo símbolo tiene distinto valor según la posición que ocupe.
2. Comprobemos que nos estamos enterando: ¿por qué no es posible utilizar el sistema
decimal y así no nos complicamos la vida?
RESPUESTA: el sistema binario es el más adecuado si queremos representar dos posibles
estados físicos de algo, en este caso transistores (a efectos prácticos como si fueran
interruptores). O están abiertos o cerrados.
Hay otros sistemas de codificación como el sistema Braille (de sobre conocido por ellos) que
permite a los invidentes poder acceder a información escrita favoreciendo su integración.
Dejar claro que no es lo mismo 251 en formato decimal que 251 en formato binario (que ni existe).
Se ve claramente con el número 111 que en decimal equivale a 1 centena, 1 decena y 1 unidad
y 111 en binario que equivale a 7 en formato decimal por lo que podríamos poner:
111 (binario) = 7 (decimal)
Pasemos ahora a realizar ejercicios en los que tengamos que realizar las transformaciones entre
ambos sistemas siguiendo las explicaciones que encontrarás en el libro (página 25).
Es importante darse cuenta de que el total de números que se pueden representar con n dígitos
binarios es 2n, mientras que el número más grande es 2n – 1.
3. Página 25: actividades 3, 4 y 5
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Pero esto no termina aquí como puedes ver en la página 26 que debes simplemente leer.
Claro, es fácil ver que realizar el paso directo de ceros y unos a un video no puede ser tan
evidente como así es por lo que hemos de avanzar un poco más y ver lo que es el Código ASCII.
Como el ordenador sólo es capaz de “leer” ceros y unos, necesitamos establecer una tabla de
correspondencias entre los caracteres y los distintos números binarios utilizando para ello números
binarios de un máximo de ocho dígitos (octete). Es lo que se conoce como código de
caracteres. El más utilizado y el único que trataremos es el código ASCII (American Standard
Code for Information Interchange). En él, a cada carácter se le asigna un número decimal
comprendido entre 0 y 255, que, convertido a formato binario, nos da el código del carácter.
Los 32 primeros están reservados a teclas de control, hasta el 128 son internacionales y en los
restantes se encuentran símbolos especiales como símbolos o símbolos que son utilizados en
algunos países como nuestra ñ.
1. Observar tabla de la página 27.
2. Página 27: actividades 6 y 7.
Recordar también las unidades en que se cuantifica la información en Informática, la unidad
mínima de información (ceros y unos), los bits (binary digit) y sus múltiplos (kilo, mega, giga, tera,
peta, exa).
3. Página 50: actividades 1 y 2.
Arquitectura de ordenadores.
Los ordenadores son máquinas y como tales están constituidos por elementos físicos (hardware)
pero a diferencia de otras máquinas más simples, necesitan un conjunto de instrucciones que los
hagan funcionar (software). Su evolución, como ya comentamos en el tema anterior, ha sido y
es vertiginosa.
La estructura básica de un ordenador es la siguiente: una CPU (“Central Process Unit”), memoria
que almacena la información que se está procesando, periféricos de entrada o salida que
permiten el intercambio de datos y los dispositivos de almacenamiento de entrada y salida que
guardan la información de forma permanente. Todos los dispositivos deben estar
interconectados y lo consiguen gracias a los buses.
2.
Dispositivos con arquitectura de ordenador.
Cada día disponemos de más gadgets en el mercado cuyas prestaciones son tan elevadas que
se convierten en auténticas computadoras.
Teléfono móvil: evolución desde los que requerían de la presencia de una teleoperadora para
enviar los primeros mensajes funcionando como un simple busca y los modernos que se centran
en aspectos como el diseño y funcionalidad. Actualmente disponen, como cualquier ordenador,
de un sistema operativo (Symbian en el caso de Nokia, por ejemplo; Windows mobile o Linux). Por
supuesto están expuestos a las mismas amenazas que cualquier ordenador (virus, etc.). Ya
adquieren distintas denominaciones: Smartphone, Mobile phone, PDA+móvil pero sin GPS,
PDA+móvil+GPS, etc.
Reproductores multimedia: ya no se limitan a los simples reproductores MP3 sino que ya
reproducen videos en MP4, sintonizan emisoras de radio, disponen de aplicaciones, se pueden
conectar a Internet para bajar/comprar canciones, etc. Además, su capacidad de
almacenamiento, como en el resto de dispositivos electrónicos, ha aumentado
exponencialmente.
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PDA (“Personal Digital Assistant”): es un pequeño ordenador cuya función es la que su nombre
indica. Empezaron siendo simples agendas pero ya no, son ordenadores en miniatura con casi
todas las funcionalidades que estos ofrecen (S.O., aplicaciones, Office, por ejemplo, GPS,
Bluetooth, WIFI, teléfono, etc.). Si sólo hablamos de PDAs se suelen clasificar en PALM o Pocket
PC en función de su S.O. Se suelen manejar a través de un puntera, de forma táctil y disponen de
tarjetas de almacenamiento.
Navegadores GPS (Global Positioning System): disponen de un receptor GPS (basado en la
utilización de la señal de 24 satélites que orbitan alrededor de la Tierra de forma sincronizada
cubriéndola por completo). Permiten ubicar cualquier objeto en cualquier punto de la superficie
de la Tierra. Comentar su carácter militar y restrictivo, hablar del proyecto Galileo, etc. Disponen
de un software que permite crear rutas de navegación y sirve de asistente en viajes, etc. Los más
famosos son los modelos de Navman y Tom Tom Navigator.
Ya hemos comentado que hay dispositivos que engloban varios de los mencionados o que
gracias a accesorios como una antena GPS pueden utilizarse para ello.
Videoconsolas: son las representantes más antiguas pero las actuales poco tienen que ver con
las primeras ya que incluyen múltiples funciones (reproducir Blu-Ray, acceder a la red vía WIFI,
etc.) Revolución actual con los mandos inteligentes que disponen de acelerómetros, etc. (WII).
En su día, el chip de la PlayStation 2 fue una revolución tal, que países con restricciones en la
importación de tecnología como Irak, fueron acusados de utilizarlos para el guiado de misiles.
3.
Placa base, chipset y microprocesador (TRAER ALGUNOS COMPONENTES).
Comentar la estructura interna del ordenador lo más brevemente posible y aprovechar para
verlos en directo.
Placa madre o madre (motherboard), ranuras de expansión (slots), tarjetas de expansión (video,
sonido, red, etc.), buses, decenas de chips (no se ven, sólo se ve su cubierta a modo de
cucarachas con sus pines).
Los buses pueden estar formados por distintos números de líneas (8, 16, 32, 64) en función del
ancho de bus que indica la cantidad de bits que pueden transferirse simultáneamente. Por ellos
se transmiten comandos de control, direcciones datos, etc.
Explicar más despacito lo que es el chipset, encargado de la gestión de periféricos y de
controlar la transferencia de datos entre memoria y microprocesador. Además contiene
información del fabricante y marca las limitaciones existentes en las posibles ampliaciones del
ordenador. Mezcla pues de hardware y software.
Hablar de la CPU, compuesta básicamente por la unidad de control y la unidad aritméticológica. La CPU necesita a la memoria RAM puesto que ella no procesa ni ejecuta datos
directamente (hablar pues de la importancia de la RAM poniendo el ejemplo clásico del
embalse y de la cantidad de memoria que debe estar libre en el disco duro para facilitar el
acceso por parte de la memoria RAM). Importante también como hemos dicho el ancho de bus
de la CPU, actualmente 64 bits.
Hablar también del reloj y de su importancia vital. La velocidad de un PC se mide en una unidad
llamada Hertzios (1 operación cada segundo) por lo que se necesita un reloj. Hay muchas
velocidades importantes (del bus, de la RAM) aunque de la que más se habla es de esta que
ronda los 2-6 GHz actualmente.
1. Página 50: actividades 9 y 10.
2. En el CD tienen una noticia relacionada con los microprocesadores (optativo).
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4.
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Memoria (ver documentos del CD, Tipos de memoria.pdf, no lo pediré yo).
Comentar los diferentes tipos de memoria existentes y discrepar de la afirmación de que es fácil
ampliar la cantidad de RAM (página 34) y dar los motivos, claro (múltiples tipos, dependencia de
la frecuencia, de si es o no portátil, etc. (ENSEÑAR ALGUNOS MÓDULOS DE MEMORIA)).
Memoria RAM (Random Access Memory) es una memoria de acceso aleatorio en la que se
puede leer y escribir información pero es temporal.
Memoria caché es un tipo de memoria RAM mucho más rápida. Al igual que la RAM almacena
información pero la información que acaba de utilizar o que va a utilizar el microprocesador.
Agiliza la transferencia entre RAM y CPU. Hay memoria caché externa o de segundo nivel (L2) y
caché interna o de primer nivel (L1) que está situada en el interior del microprocesador y es aún
más cara que la externa por el que la cantidad es menor.
La memoria virtual es una parte de la memoria del disco duro que el ordenador utiliza a modo de
memoria RAM para aumentar la memoria total del ordenador. En Linux adquiere una
denominación más explicativa, memoria de intercambio, swap. Al no ser memoria RAM es mucho
más lenta por lo que el ordenador evitará usarla si dispone de suficiente memoria RAM (comentar
aviso de la memoria virtual es muy baja, cierre algunas aplicaciones, etc.).
La memoria ROM (Read Only Memory) es solo de lectura, contiene información grabada por el
fabricante y es permanente, claro.
La BIOS (Basic Input Output System) contiene las instrucciones que permiten realizar el chequeo
inicial del equipo y datos técnicos de los componentes del hardware. Dicha memoria realiza un
chequeo que compara con la memoria CMOS y en función de su resultado permite que el
ordenador inicie o informará del problema.
La RAM CMOS (Complementary Metal Oxido Semiconductor Random Access Memory) es una
cantidad de memoria incorporada en un chip de la placa base cuya función es almacenar
parte de la configuración del sistema: fecha y hora y datos de periféricos no controlados por la
BIOS. Como es una memoria RAM es temporal por lo que tiene que alimentarse constantemente
de una pila (poner ejemplo de la pila, informa del error y hay que sustituirla).
5.
Conectores y puertos de comunicación (ver fotografías de las páginas 37-38).
Los dispositivos deben conectarse entre sí y lo hacen a través de conectores que pueden ser
internos o externos en cuyo caso se denominan puertos. Los hay específicos (esencialmente ratón
y teclado que incluso pueden disponer de un puerto de infrarrojos, IR o USB o bluetooth).
Los puertos pueden ser de varios tipos y han ido evolucionando constantemente adaptándose a
las necesidades en cuanto a velocidad y prestaciones de los periféricos que los utilizan (comentar
antiguo puerto paralelo para la impresora que apenas se usa ya). Los tipos principales son: serie,
paralelo (transfieren 1 byte en lugar de 1 bit como serie), USB (1.0, 1.1 y 2.0 con velocidades que
van desde 1.5, 12 a 480 Mbps), IEEE1394 (conocido como Firewire o i.Link), infrarrojo (IrDA).
Hay ciertos dispositivos externos que requieren la presencia de una tarjeta de expansión, ejemplo
monitor (conexión VGA proporcionado por la tarjeta de video o tarjeta gráfica). Para conectar
una tarjeta de expansión se necesita una ranura apropiada libre en la placa base e instalar los
controladores o drivers adecuados. En muchos casos, se conectan al ordenador dispositivos que
son en sí mismos una tarjeta de expansión. Cuando uso se compra un ordenador ha de ser
consciente de que se va a “quedar” anticuado en apenas dos años. Cuantas más posibilidades
de ampliarlo tenga (cosa que depende sobre todo de la placa base) mejor será y por lo tanto
más caro (hablar de los “chollos” de 399 euros que luego no dan más de sí). Ejemplos: tarjeta de
red, tarjeta de sonido, etc. No todas las tarjetas de expansión se conectan al mismo tipo de
ranuras, las hay ISA, PCI (posibilita la tecnología Plug&Play, variantes como PCI-X o PCI-Express),
AGP (específico para tarjetas de video).
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6. Dispositivos de entrada y salida.
Este punto lo deberían conocer perfectamente y su peso en el examen será mínimo. Ya saben lo
que es un dispositivo de entrada y salida y en el libro les comentan las características más
interesantes de cada uno de los que toma como ejemplo. De entrada: ratón, teclado, lectores
de código de barras o de huellas dactilares, escáner, joystick, tableta digitalizadora, lectores de
bandas magnéticas, pantallas táctiles, Tablet PC, cámaras digitales, micrófono. De salida:
monitores CRT (tradicionales, de tubo o de rayos catódicos), de cristal líquido LCD, TFT (los más
comunes en informática), Plasma. Comentar las características importantes de un monitor. La
frecuencia, medida en Hertzios indica la tasa de refresco de la imagen en pantalla. A mayor
frecuencia, menor fatiga visual. Por otra parte, la resolución indica el número de puntos o pixeles
de los que dispone. También influye en la calidad de la imagen el número de colores que
requiere la máxima compatibilidad entre monitor y tarjeta de video. Comentar que un monitor de
22’ mostrará peor las imágenes que uno de 32’ si dispone de la misma resolución. Comentar
también el tema de los colores (profundidad de color, C = 2b, siendo b el número de bits
empleado en cada pixel).
En cuanto a las impresoras parecido, comentarlo sólo por encima. Las hay de margarita o
matriciales (obsoletas ya para los usuarios normales), térmicas, láser y de inyección de tinta (las
más utilizadas por los usuarios). Las cuatro características principales a mirar son: características
de los cartuchos (existencia o no de cartuchos independientes, colores, precio), resolución,
medida en ppp (puntos por pulgada) o dpi (dots per inch), velocidad (medida normalmente en
páginas por minuto, ppm) y, por supuesto, el precio. Todo ello pensando siempre en el tipo de uso
que le vamos a dar.
También están los plotter, utilizado en CAD porque puede utilizar papel de grandes dimensiones y
los microfilme COM (Computer Output in Microfilm) utilizados en bancos y bibliotecas (seguro que
los han visto en películas) almacenan imágenes en forma de microfichas que almacenan varias
imágenes de 1,5 cm2.
1. Página 40: actividades 13 y 15.
2. Página 50: actividades 15 y 16.
7. Dispositivos de almacenamiento.
Al igual que los puntos anteriores, explicarlo un poco a modo de esquemas en la pizarra y
comentar lo más novedoso o desconocido para ellos. Estos dispositivos pueden considerarse de
entrada/salida aunque depende porque un CD ya grabado, por ejemplo, sólo será de entrada
pero en fin, genéricamente sí se les puede calificar de entrada/salida. Según su tecnología de
funcionamiento se clasifican en magnéticos, ópticos, magneto-ópticos y flash. Especialmente los
magnéticos deben alejarse de las fuentes de calor o de los campos eléctricos y magnéticos
intensos.
Discos magnéticos: discos flexibles (5 ¼, 3 ½, ZIP de hasta 750 MB, Superdisc LS-x, Minidisk). Hoy en
día el único representante utilizado de forma generalizada es el disco duro que ya no se debe
llamar disco fijo pues se dividen en extraíbles y externos o portátiles. Hoy día se ven ya en el
mercado a precios bajísimos discos de 1 TB (unos 130 euros) e incluso de 2 TB. Dependiendo de la
tecnología de transferencia de datos pueden ser IDE (EIDE, los más comunes) que a su vez se
dividen en subtipos especialmente atendiendo a la velocidad de transferencia: ATA, Ultra-ATA,
Ultra DMA, Ultra DMA-66, Ultra DMA-100, etc (el último a día de hoy sería al Serial-ATA). Pueden
ver la figura en el libro en la que se detallan las partes que se distinguen en un disco duro: caras,
pistas, sectores y cilindros, términos que les resultarán familiares a aquellos que hayan ejecutado
un Scandisk, por ejemplo.
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Discos ópticos: CD-ROM (Compact Disk-Read Only Memory) que básicamente pueden ser del tipo
CD R (discos WORM, Write Once, Read Many) y CD RW (ReWritable). DVD (Digitale Versatil Disc no
Video Disc como dice el libro, ese es el nombre que también se le daba por su función). Se basan
en los mismos fundamentos que los CD pero utilizando frecuencias de luz menores y muescas más
pequeñas por tanto. Su capacidad es mucho mayor pudiendo llegar a los 17 GB. Los hay de
muchos tipos siendo los más usuales: DVD-R, DVD-RW, DVD+R, DVD+RW y hay que tener cuidado
porque las unidades de DVD no siempre son capaces de leer o escribir en ambos formatos por lo
que puede que nos compremos una tarrina y la tengamos que cambiar o tirar porque no nos
sirve (suele venir indicado con las siglas en la propia unidad, eso sí, a un tamaño microscópico!).
1. Página 43: actividades 18 y 19.
2. Página 50: actividad 17.
Los DVD ya han sido superados por un nuevo formato: el Blue-Ray (después de desbancar a su
rival el HD-DVD). Comentar el perjuicio causado a los consumidores por la falta de acuerdo y la
guerra empresarial encarnizada entre Sony y Toshiba y que a diferencia de lo que sucedió con el
VHS y el BETAMAX se ha saldado con la victoria de Sony.
Comentar que la x es 150 KB/s en el caso de los CD y 1385 KB/s para los DVD. El orden suele ser, si
aparecen varios, lectura/escritura/reescritura.
Discos magneto-ópticos: tecnología mixta que utiliza un láser sobre una aleación de metal
cristalino sobre superficie de aluminio.
Memorias flash: eran las utilizadas por la BIOS pero su uso se ha popularizado (gracias a
descubrimientos y avances como los de la magnetorresistencia gigante, etc.). Los nombres y
formatos se han especializado tanto que se ha convertido en una locura para los usuarios
“normales”: memory stick, compact flash de varios tipos, smart drive, pendrive y un largo etc
hasta completar cerca de la treintena de tipos. Hablar de la vida limitada (aunque el número de
100000-1000000 de veces de borrado/escritura no es el factor de riesgo principal) y la necesidad
de disponer de copias de seguridad.
8.
Dispositivos de comunicación. Redes.
Red informática: conjunto de ordenadores y dispositivos electrónicos conectados entre sí cuya
finalidad es compartir recursos, información y servicios. Para ello se utilizan reglas que marcan los
parámetros en que deben producirse las transferencias de datos. Hoy en día, lo más común es
utilizar el protocolo TCP/IP porque es el que utiliza Internet (explicar que nuestro ordenador no
pertenece a Internet!!).
Tipos de redes:
•
Según su tamaño o cobertura:
o
PAN, red de área personal. Escasos metros de alcance y un solo usuario.
Ejemplo: PDA y manos libres.
o
LAN, red de área local. Entorno de un edificio, varios dispositivos y varios
usuarios (las redes privadas virtuales, VPN serían de este tipo pero incorporando
mayores medidas de seguridad).
o
MAN, red de área metropolitana, formada por un conjunto de redes LAN. Las
nuevas redes municipales que utilizan conexión inalámbrica de largo alcance
(Wimax, Worldwide Interoperability for Microwave Access: protocolo
inalámbrico de comunicación 802.16 MAN que utiliza frecuencias entre 2.5 GHz
y 5.8 GHz, alcance unos 50km, precisa antenas especiales)
o
WAN, red de área amplia. Entorno países o continentes.
TEMA 2: HARDWARE Y REDES LOCALES
•
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Según el medio físico utilizado: alámbricas, inalámbricas (mediante OEM, luz) y mixtas.
Las inalámbricas se conocen como redes WiFi (Wireless Fidelity), utiliza protocolos de
conexión por radiofrecuencia en la banda 2.4 – 5 GHz. Hay de tipos a/b/g/n
•
Según su topología: Bus o lineal, Estrella (la más utilizada en las redes no muy
complejas pero requiere un switch: dispositivo que conmuta o selecciona el puesto al
que debe dar prioridad de cada información en cada momento. Así, sólo envía los
paquetes de información a cada destinatario), Anillo, Árbol y Malla.
También se usa el concentrador o hub: dispositivo que permite la conexión de varios
ordenadores utilizando un cableado de red.
El cableado se realiza utilizando distintos cables en función del tipo de red: cables coaxiales,
actualmente en desuso; cables UTP (Unshield Twisted Pair) formados por cuatro pares de hilos
trenzados y con conexiones RJ-45 y cableado de fibra óptica.
Además hemos de conectar la red a la línea telefónica para lo que se utiliza un módem
(utilizando la línea telefónica convencional, RTC, Red Telefónica Conmutada), tarjeta RDSI (Red
Digital de Servicios Integrados), módem ADSL (aunque se las denomina xDSL, Asimetric Digital
Subscriber Line, HDSL, RADSL, ADSL2, ADSL2+), Router, módem-cable, satélite, ondas
radioeléctricas, conexión móvil (GSM, Global System for Mobile, velocidad máxima, 9800 bps;
GPRS, General Packet Radio Services, velocidad máxima 115 kbps; UMTS, Universal Mobile
Telecommunication System, trabaja a 2 GHz y permite velocidades de 2 Mbps).
El sistema HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) es una evolución del UMTS que permite
alcanzar tasas de transmisión de hasta 14 Mbps.
La velocidad de transmisión de un módem se mide en bps. No confundir con los baudios que
indica el número de señales analógicas enviadas por la línea analógica en un segundo.
1. Página 50: actividades 19, 23 (archivo PLC.pdf) y 25.
En el CD dispones de un programa en la Unidad 2, llamado WinAudit que analizará la
configuración de tu equipo de forma detallada. Ejecútalo sin miedo y observa por encima los
datos que obtiene (verás que son muchos). Hay programas específicos que no sólo hacen este
análisis sino que elaboran rankings de rendimiento, los podemos comparar con equipos similares,
etc. Algunos ejemplos son Everest y Sandra.
TEMA 2: HARDWARE Y REDES LOCALES
EVOLUCIÓN DE LOS MICROPROCESADORES.
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